(57)【要約】【課題】  比較的少量の圧力油を用いて、省エネを図り且つ効率的に、被成形物を高密度に圧縮成形する圧縮成形装置を提供すること。【解決手段】  門型フレーム（１）の柱状部材（１ａ）にガイドされる加圧ブロック（１０）に押圧力を作用させて被成形物（３３）を圧縮成形するようにした圧縮成形装置において、門型フレームの梁状部材（１ｂ）の中央部に設けた雌ねじ部材（４）にスクリュー軸（３）を螺合し、スクリュー軸（３）の一端部にフライホイール（７）をスプライン嵌合し、加圧ブロック（１０）の凹部（１０ｃ）に摺動自在に設けたピストン（１２）にスクリュー軸（３）の他端を対向させ、スクリュー軸（３）の両側に加圧ブロック（１０）を移動させる移動シリンダ（２５）を配設し、加圧ブロック（１０）とピストン（１２）の間の油圧室（１３）に高圧油を送給可能とし、移動シリンダ（２５）、スクリュー軸（３）、圧力油の三者の押圧力により加圧ブロック（１０）を移動して、被成形物を圧縮成形することを特徴とする圧縮成形装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
門型フレームの柱状部材にガイドされる加圧ブロックに押圧力を作用させて被成形物を圧縮成形するようにした圧縮成形装置において、門型フレームの梁状部材の中央部に設けた雌ねじ部材にスクリュー軸を螺合し、スクリュー軸の一端部にフライホイールをスプライン嵌合し、加圧ブロックの凹部に摺動自在に設けたピストンにスクリュー軸の他端を対向させ、スクリュー軸の両側に加圧ブロックを移動させる移動シリンダを配設し、加圧ブロックとピストンの間の油圧室に高圧油を送給可能とし、移動シリンダ、スクリュー軸、圧力油の三者の押圧力により加圧ブロックを移動して、被成形物を圧縮成形することを特徴とする圧縮成形装置。
【請求項２】
ブレーキ手段によりフライホイールにブレーキをかけて、加圧ブロックとピストンの間の油圧室に圧油を供給し、被成形物を圧縮成形することを特徴とする請求項１に記載の圧縮成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧ブロックを利用して被成形物を圧縮成形する圧縮成形装置に関し、特に油圧シリンダ、スクリュー軸および圧力油による三者の強力な押圧力によって加圧ブロックを被成形物に押しつけ、これを加圧圧縮することにより、高密度の成形品を製造するようにした圧縮成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉体を主成分とする被成形物を圧縮成形する装置、例えば煉瓦成形用のスクリュープレス装置は、プレスのフレーム内の両側に設けた油圧シリンダでプレッシャブロックを加圧し、そしてフライホイールの回転エネルギを利用してスクリュー軸でさらにプレッシャブロックを押圧し、もって大きな圧力を被成形物に印加するようになっている（特許文献１および２）。
これらのスクリュープレス装置は相応の効果を有するものであるが、成形品のより高密度が望まれ、より高圧縮力を必要とされる場合があった。
【０００３】
そこで、このような要望に応じるため、最終段階でスクリュー軸に回転力を付与し、さらにこのスクリュー軸を回転するギアに付加アクチュエータにより加圧力を付与し、被成形物に対して圧縮力を印加する技術が開示されている（特許文献３）。また、同様に付加加圧機構を利用するスクリュープレスとして技術が知られている（特許文献４）。
これらの装置は、被成形物に対する圧縮力を増加させ、所期の効果を奏することができるが、付加アクチュエータまたは付加加圧機構の係合歯とスクリュー軸回転ギアとの噛合がスムーズに行かない場合が生じる恐れがあった。
【特許文献１】特開平４−８１２９９号公報
【特許文献２】特開平４−１４７７９５号公報
【特許文献３】特開平８−３０９５８８号公報
【特許文献４】特開２００２−３３６９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするもので、フライホイールおよびスクリュー軸の大きな回転慣性力、ならびに油圧室に供給される高圧油圧に基づいて、大きな押圧力を加圧ブロックに作用させ、被成形物に強大な圧縮力を印加し、極めて高密度の被成形物を製造するようにした圧縮成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の圧縮成形装置は、門型フレームの柱状部材にガイドされる加圧ブロックに押圧力を作用させて被成形物を圧縮成形するようにした圧縮成形装置において、門型フレームの梁状部材の中央部に設けた雌ねじ部材にスクリュー軸を螺合し、スクリュー軸の一端部にフライホイールをスプライン嵌合し、加圧ブロックの凹部に摺動自在に設けたピストンにスクリュー軸の他端を対向させ、スクリュー軸の両側に加圧ブロックを移動させる移動シリンダを配設し、加圧ブロックとピストンの間の油圧室に高圧油を送給可能とし、移動シリンダ、スクリュー軸、圧力油の三者の押圧力により加圧ブロックを移動して、被成形物を圧縮成形するようにした。
【０００６】
すなわち、本発明によれば、従来の油圧スクリュープレスに加えて比較的大面積の加圧ブロックに圧油を作用させその際、スクリュー軸の剛性を利用して、加圧力を確実に被成形物に印加できる。
【発明の効果】
【０００７】
（ａ）  従来のスクリュープレスよりも中央のピストンによる圧力をさらに印加でき、被成形物の圧縮量が増加できる。
（ｂ）  ピストンを中央に設けたので、比較的大径のピストンを設計でき、加圧ブロックに高圧が印加でき、被成形物に高圧縮力を印加できる。
（ｃ）  スクリュー軸がピストンと係合した状態でスクリュー軸を固定して、そしてピストンに高圧油を作用させるので、ピストンのリアクションを受けるスクリュー軸が鋼鉄の柱状の剛性を呈し、油圧は確実に加圧ブロックの方向に印加され、高圧力を被成形物に効率的に印加できる。
（ｄ）  スクリュー軸による押圧に続いて行う締め固めは、ピストンと加圧ブロックの間の小容積の油圧室に高圧油を供給すればよいので、省エネ効果を奏することができる。また、従来のように、フライホイールの歯車と付加圧機構の係合歯との係合の不都合も生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図に示す本発明の実施例において、門型フレーム１は柱状部材１ａとこれらの間に配設された梁状部材１ｂにより、門型に構成されている。この門型フレーム１の梁状部材１ｂの中央部に挿通孔２が形成され、この挿通孔２にスクリュー軸３が軸方向に移動自在に挿通されている。スクリュー軸３はおねじ部３ａおよびスプライン部３ｂを有している。挿通孔２に雌ねじ部材４が設けられ、この雌ねじ部材４にスクリュー軸３のおねじ部３ａが螺合している。
【０００９】
梁状部材１ｂに支持されたブロック５にベアリング６を介して回転自在に支持されるフライホイール７のボス部は、スクリュー軸３の上端部のスプライン部３ｂにスプライン嵌合しており、フライホイール７はスクリュー軸３と一体回転可能であると共に、軸方向に相対移動可能とされている。フライホイール７は被成形物の閉め固めを効果的に行うため十分大きな慣性を有している。
【００１０】
門型フレーム１の柱状部材１ａには公知の態様で加圧ブロック１０がシリンダ装置２５で摺動自在に支持されている。すなわち加圧ブロック１０は外方に延出する外延フランジ１０ａおよび１０ｂを備え、シリンダ装置２５のピストン２５ａが外延フランジ１０ａに固定されている。
【００１１】
加圧ブロック１０の半径方向内部に凹部１０ｃが形成され、この凹部１０ｃ内にピストン１２が摺動自在に嵌合されている。加圧ブロック１０の内延フランジ１０ｄとピストン１２の上部の外周面は密嵌合で摺動自在とされるとともに、上部シール１０ｅにより油密とされていて、凹部１０ｃの上部は閉鎖されている。ピストン１２を凹部１０ｃに収納するために、例えば内延フランジ部は加圧ブロック１０の本体部に螺合してもよく、或いは２つ割りその他の任意公知の手段を用いればよい。
【００１２】
ピストン１２の下部の外延フランジ１２ａの外周面と加圧ブロック１０の凹部１０ｃも密嵌合で摺動自在とされるとともに、下部シール１２ｂにより油密とされている。下部シール１２ｂは上部シール１０ｅよりも高圧に耐えるシール、例えば金属製シールとすることが好ましい。スクリュー軸３の下端部は、ピストン１２の凹部１２ｃに嵌挿されているが、凹部１２ｃは必ずしも必要でなく、要はスクリュー軸３の下端がピストン１２と係合すればよい。
【００１３】
ピストン１２の下面と加圧ブロック１０の凹部上面との間に第１の油圧室１３が形成されている。この油圧室１３は、例えば加圧ブロック１０の上面に当接する適宜の突条又は突起がピストン１２の下面に設けられ、これら突条又は突起の間の圧油が流入できる空間として形成されている。図には、突条の間に形成された複数の油路１３ａにより油圧室１３が形成された例が示される。その他任意の手段で油圧室１３を形成することができる。
【００１４】
加圧ブロック１０の内延フランジ１０ｄとピストン１２下部の外延フランジ１２ａとの間に第２の油圧室１４が形成されている。第１の油圧室１３および第２の油圧室１４には、加圧ブロック１０に形成された油孔、およびこれに連通するパイプ１５、１６を介して、油圧ポンプ（図示せず）から圧油が供給されるようになっている。
すなわち、パイプ１５から圧油を印加すればピストン１２は加圧ブロック１０から離れる方向に動き（図面で上動）、パイプ１６から圧油を印加すればピストン１２は加圧ブロック１０に近づく方向に動く。
【００１５】
フライホイール７の外歯歯車７ａに駆動歯車２０が噛合し、この駆動歯車２０は原動機（図示せず）により回転される。しかしながらこれを手動とすることもできる。さらに、フライホイール７の周囲に適宜数の係止手段２１が配設され、係止手段２１の係止歯２２がフライホイール７の外歯に係合している。この係止歯２２は係止用油圧シリンダ２３のような移動手段によりフライホイール７に対し進退自在とされる。
【００１６】
駆動歯車２０を回転する前記原動機には、油圧モータが使用されるが、電動モータ等の公知のモータを使用してもよい。図示例では、１枚の駆動歯車２０を駆動するモータは１基であるが、複数基配設してもよく、フライホイールを挟んで対向位置に一対配設することが好ましい。また、前記係止手段２１に代えて、モータの回転軸に電磁ブレーキ等のブレーキ手段を付設し、これによりフライホイールに間接的にブレーキをかけるようにしてもよい。
【００１７】
梁状部材１ａに、スクリュー軸３の両側において、公知の移動シリンダ２５が配設され、このシリンダ２５により加圧ブロック１０を上下動させる。この移動シリンダ２５は梁状部材１ａにビルトイン状としてもよい。
【００１８】
加圧ブロック１０の下部に、上部プランジャ３０が取り付けられている。上部プランジャ３０の下方に、金型３１が配設され、金型３１は例えば柱状部材１ｂに支持部材３２を介して支持されており、金型３１の成形室に配合材料である被成形物３３を収容することができる。
【００１９】
金型３１の下方に下部プランジャ３４が配設され、この下部プランジャ３４は通常下部梁１ｃに支持され、金型３１の空所下部を閉鎖する。下部プランジャ３４の下部に油圧シリンダ（図示せず）により作動される抜出ロッド３５が配設されている。
なお、被成形物の周囲を真空とすることにより締め固めをより高めることができる。
【００２０】
次に、本発明による圧縮成形装置の作用について、煉瓦の製造の例で説明する。
図示の状態において、金型３１の成形室に粉体等の煉瓦用配合材料からなる被成形物３３を充填する。第２の油圧室１４に圧油を供給することにより、加圧ブロック１０を上昇させ、その作用面をピストン１２の作用面とを密着させておく。次いで作動シリンダ２５を作動させて、上部プランジャ３０が被成形物３３に達するまで、加圧ブロック１０を下降させ、予備圧縮乃至一次成形が行われる。
【００２１】
次いで、モータにより駆動歯車２０を介してフライホイール７、スクリュー軸３を回転させると、スクリュー軸３は雌ねじ部材４との係合により回転しながら下降する。そして、スクリュー軸３の下端がピストン１２の上面に当接すると、フライホイール７およびスクリュー軸３の大きな慣性力により、ピストン１２および加圧ブロック１０が下方に押圧され、上部プランジャ３０により被成形物３３が強固に締め固められ、二次成形が行われる。
【００２２】
スクリュー軸３の下降が停止した状態で、係止用シリンダ２３により係止歯２２をフライホイール７の外歯に係合し、係止手段２１によりフライホイール７が回転しないように固定する。そこで、ピストン１２と加圧ブロック１０の間の第１の油圧室１３に油路１３ａを介して高圧油を供給すると、ピストン１２は上方への反力を受けるが、前記のようにスクリュー軸３は回転が固定され、且つ雌ねじ部材４に螺合しているためその上昇は完全に阻止される。
【００２３】
従って、加圧ブロック１０および上部プランジャ３０は、油圧室１３内の高圧油により下降され、最終成形が行われ、被成形物３３をより堅固に締め固めることになる。この場合、加圧ブロック１０の下降をスクリュー軸３に代えて油圧（シリンダ）で行うと仮定すると、大量の圧力油を要することになる。
【００２４】
しかし、本発明によれば、油圧室１３の容積は小さいので、加圧に要する高圧油の供給量は少量でよく、省エネ効果を発揮する。また、前記のようにスクリュー軸３を使用せずに大量の圧油を使用すると、高圧時に生じる油の圧縮性により加圧ブロック１０の下方への押圧力が減じられるが、本発明によれば、ピストン１２が受ける上方への反力をスクリュー軸３が恰も鋼製の柱のように受け止め、少量の圧油が加圧ブロック１０に作用するので、加圧ブロック１０および上部プランジャ３０により被成形物を効率的に圧縮成形することができる。
【００２５】
以上の工程を終了すると、係止手段２１によるブレーキを解除し、移動シリンダ２５により加圧ブロック１０および上部プランジャ３０を引き上げる。次いで、抜出用のシリンダ（図示せず）により抜出ロッド３５および下部プランジャ３４を上昇させることにより、被成形物を金型３１から抜き出す。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による一実施形態の圧縮成形装置を示す縦断面図。
【図２】図１の圧縮成形装置の平面図。
【符号の説明】
【００２７】
１・・・フレーム
３・・・スクリュー軸
４・・・雌ねじ部材
７・・・フライホイール
１０・・・加圧ブロック
１０ｃ・・・凹部
１１・・・ガイド部材
１２・・・ピストン
１３、１４・・・油圧室
２０・・・駆動歯車
２１・・・係止手段
２２・・・係止歯
２３・・・係止用シリンダ
２５・・・移動シリンダ
３０・・・上部プランジャ
３１・・・金型
３３・・・被成形物
３４・・・下部プランジャ
３５・・・抜出ロッド
【図１】
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【図２】
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